Procedimento de Medição

O fator de perda foi medido para três configurações diferentes: (1) considerando somente a média do sinal dos acelerômetros; (2) considerando a média do sinal do microfone com acelerômetro acoplado a placa; e (3) considerando a média do sinal do microfone sem acelerômetro acoplado. Este procedimento foi adotado com objetivo de avaliar se a massa dos acelerômetros tinha influência no amortecimento estrutural dos painéis.

Neste experimento foram utilizados os seguintes equipamentos para o cálculo do amortecimento estrutural:

 Acelerômetro B&K 4519-002;

 Microfone de campo livre B&K 4189;  Martelo de impacto B&K 8204;

90  Analisador de sinais 4 canais B&K Pulse 3560 com software PULSE LABSHOP

v10.1.

As medições foram realizadas na câmara semi-anecóica do Laboratório de Vibrações e Acústica (LVA)/UFSC. Desta forma, tem-se a menor interferência possível sobre o comportamento dinâmico das placas, devido ausência das reflexões das ondas sonoras absorvidas pelas paredes da câmara que são revestidas por mantas acústicas, diminuindo assim as incertezas no cálculo do fator de perda por amortecimento. Sendo assim, só restam os efeitos dos fios finos que são utilizados para suspensão da placa que não podem ser desprezados.

A Figura 4.3 mostra o corpo de prova suspenso por fios de nylon com um acelerômetro colado sobre o mesmo, e também um microfone próximo à região central do painel, com objetivo de captar a resposta de radiação de todos os modos.

Figura 4.3 – Esquema de montagem para determinação do decaimento do sinal do acelerômetro e microfone.

Durante o impacto com o martelo é importante observar se o choque está sendo aplicado perpendicular à superfície do corpo de prova. A Figura 4.4 mostra claramente como deve ser feito o impacto na superfície da estrutura.

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Figura 4.4 – Detalhe do impacto sendo efetuado perpendicular à superfície do corpo de prova.

Após a montagem do aparato experimental, o corpo de prova é excitado de forma impulsiva através do martelo de impacto, sempre observando a faixa de frequência do espectro da força, pois o tempo de contato de aplicação desta força impulsiva deve ser o menor possível de forma que a energia de vibração se distribua por todo espectro de frequência. A Tabela 4.2 mostra o número de medições realizadas em cada corpo de prova, informando quantos pontos foram utilizados na aquisição do tempo de decaimento e o número de pontos de impactação realizados com o martelo de impacto.

Tabela 4.2 – Número de pontos de resposta do tempo de decaimento para cada painel.

Corpo de Prova

Número de Pontos de Respostado Tempo de Decaimento Número de Pontos Impactação

Painel base (skin) Caverna Stringer

Painel E 12 3

Painel F 9 3 7

Painel G 9 3 7

Painel H 9 3 3 10

Na aquisição do tempo de decaimento do sinal do microfone e acelerômetro é recomendado fazer a aquisição do decaimento do sinal após os primeiros cinco mili-segundos, de modo que a energia propague-se por toda estrutura. Os sinais foram filtrados em faixas de 1/3 de oitava, sendo medidos a partir da frequência central da banda de 10 Hz até a banda 1 kHz. A seguir, na Figura 4.5, pode ser visualizado o espectro do decaimento do sinal do acelerômetro obtido na medição do Painel E utilizando o analisador de sinais. Nesta imagem pode ser visto uma

92 tendência uniforme do decaimento da energia vibratória a partir da frequência central da banda de 100 Hz.

Figura 4.5 – Espectro do decaimento do sinal do acelerômetro.

Para entender melhor o comportamento do gráfico acima, a Figura 4.6 ilustra a curva do tempo de decaimento do sinal do acelerômetro para frequência central da banda de 50 Hz e 800 Hz. Analisando as curvas, observa-se que o decaimento do sinal na frequência central da banda de 50 Hz não chegou a cair 60 dB, não sendo possível calcular o tempo de reverberação T60. Já a frequência central da banda de 800 Hz apresenta um sinal típico de um decaimento, na qual apresenta uma tendência uniforme, onde pode ser visualizado de forma clara o tempo referente ao T60.

93 Após ser feita a aquisição do sinal de decaimento de todos os pontos do painel, o software PULSE LABSHOP dispõe de uma ferramenta chamada “Reverberation Time”, na qual o tempo de reverberação médio é calculado automaticamente para cada banda de frequência, como mostra o gráfico da Figura 4.7. Em seguida, com os dados do tempo de reverberação de cada banda de frequência, o fator de perda por amortecimento pode ser calculado aplicando a Equação (4.1).

Figura 4.7 – Tempo de reverberação médio calculado utilizando o analisador de sinais PULSE.

Conforme mostra a Figura 4.7, o algoritmo do software PULSE LABSHOP somente conseguiu calcular o tempo de reverberação T60 no painel E (painel liso) a partir da frequência central da banda de 100 Hz. Desta forma, foi necessário estimar o T60 criando um algoritmo de cálculos dos tempos de decaimento para algumas frequências centrais inferiores utilizando a seguinte metodologia:

 Escolha da inclinação da curva de decaimento: nos decaimentos dos sinais que não apresentam uma tendência uniforme de decaimento, é recomendado escolher a primeira inclinação, pois tem uma contribuição mais significativa de todos os modos.

 Extrapolação da curva de decaimento: para o caso do tempo de decaimento T60, é comum que para algumas bandas de frequência o decaimento de 60 dB não ocorra, o que se faz necessário uma extrapolação desta curva.

 Escolha do ponto inicial da curva de decaimento: é comum que o sinal no domínio do tempo, para as baixas frequências principalmente, apresente valores máximos de amplitude centésimos ou décimos de segundo após o impacto, o que requer um

94 processo de corte do sinal anterior a este máximo. Desta maneira a inclinação representa melhor o comportamento do decaimento do sinal.